Pour les minuscules salamandres qui se tortillent la peau contre le sol, les modèles météorologiques à grande échelle peuvent sembler aussi lointains que l’espace extra-atmosphérique. Mais pendant des décennies, les scientifiques se sont principalement appuyés sur les données de température de l’air libre à de grandes échelles spatiales pour prédire les futures distributions de salamandres sous le changement climatique. Les perspectives étaient désastreuses pour les mini-ingénieurs de l’écosystème, suggérant une quasi-élimination de l’habitat dans des zones cruciales.
Maintenant, les chercheurs de l’Université de l’Illinois se penchent sur les microclimats qui comptent vraiment pour les amphibiens en péril et prévoient un avenir un peu plus prometteur.
« Les estimations les plus anciennes prédisaient que près de 100% de l’habitat convenable serait anéanti pour certaines de ces espèces. Mais une fois que nous avons incorporé des données sur le microclimat à des échelles spatiales fines pour notre zone d’étude dans le parc national des Great Smoky Mountains (GSMNP), nous avons constaté qu’il pourrait pas être aussi grave.
« C’est toujours mauvais, cependant; nos estimations ont montré une réduction de 55 à 80% de l’habitat pour les trois espèces que nous avons étudiées, mais c’est une grande différence quand nous parlons d’une grande zone », déclare le co-auteur de l’étude, Sam Stickley, professeur adjoint. au Département des ressources naturelles et des sciences de l’environnement (NRES), qui fait partie du Collège des sciences de l’agriculture, de la consommation et de l’environnement de l’Université d’I. Jennifer Fraterrigo, également professeure au NRES, a co-écrit l’étude.
Étonnamment, et pour la première fois, l’équipe a également été en mesure de localiser des gains dans une zone d’habitat hautement convenable pour trois espèces de salamandres pléthodontides du GSMNP dans le cadre de scénarios climatiques futurs. Dépourvus de poumons, les pléthodontidés « respirent » entièrement à travers leur peau. Ils sont actuellement assez abondants dans le GSMNP, dit Stickley, mais lorsque leur aire de répartition globale commencera à se réduire à l’avenir, les zones de gain prévues pourraient être priorisées pour la conservation ou la gestion du parc.
Mais revenons un instant en arrière. Les écologistes modélisent la distribution des espèces en fonction de ce qu’ils savent des exigences environnementales de la créature et de l’endroit du paysage où ces exigences peuvent être satisfaites. Les résultats sont affichés comme une carte thermique superposée sur des caractéristiques réelles du paysage, avec des dégradés de couleurs indiquant une adéquation faible à élevée de l’habitat. Il s’agit généralement d’un exercice effectué à grande échelle spatiale : des cartes SIG montrant les types de sols et de végétation à une échelle kilométrique ou plus, ainsi que des modèles climatiques développés à partir de stations météorologiques régionales.
Mais les salamandres et autres petits animaux ne fonctionnent pas à ces échelles. Ils sont juste à côté ou dans le sol, menant souvent leur vie entière dans quelques mètres carrés. Au niveau du sol forestier ou à proximité, la température et l’humidité sont beaucoup plus stables que dans les zones ouvertes, où les stations météorologiques ont tendance à être situées.
« L’utilisation des données de température à l’air libre ne tient pas compte de l’effet tampon des forêts », déclare Stickley. « La forêt repousse l’énergie solaire, l’absorbe, modifie les modèles de vent, et il y a des interactions plantes-eau; juste toutes sortes de variables microclimatiques près de la surface qui ne sont pas prises en compte dans les couches climatiques typiques. »
Avec l’avancée des petits capteurs environnementaux numériques, il est désormais plus facile de collecter des données microclimatiques à des échelles biologiquement pertinentes pour les animaux terrestres – par exemple, 3 mètres carrés contre plusieurs kilomètres – mais la modélisation de la distribution des espèces à l’aide de données à des échelles spatiales fines est encore relativement rare.
Stickley a obtenu les données d’un collègue sur des centaines d’endroits au sommet des montagnes où les trois espèces de salamandres, ainsi que de nombreuses autres, s’installent (le GSMP n’est pas appelé la « capitale mondiale de la salamandre » pour rien). Il a ensuite exécuté des modèles de distribution pour chaque espèce en utilisant des entrées de données standard (températures de l’air libre) ou des données microclimatiques du parc, produisant des cartes de distribution pour trois périodes : 2006-2010, 2030 et 2050.
Encore une fois, les modèles à l’air libre ont prédit une perte d’habitat beaucoup plus importante d’ici le milieu du siècle que les modèles de microclimat pour les trois espèces. Et ils ont sous-estimé de nombreuses zones qui, selon les modèles de microclimat, deviendraient un habitat hautement approprié : un total de 3 kilomètres carrés (km2) pour la salamandre Ocoee, 9 km2 pour la salamandre pygmée et un énorme 39 km2 pour la salamandre à joues rouges.
« La salamandre à joues rouges est endémique des Smoky Mountains, et ne se trouve que dans une petite gamme de zones de haute altitude dans le parc national des Great Smoky Mountains et dans quelques petites zones à proximité », explique Stickley. « Trouver une zone relativement large de gain potentiel dans un habitat hautement approprié pourrait être une information importante pour les gestionnaires de parcs et les défenseurs de l’environnement. »
Stickley est optimiste sur le fait que les modèles de distribution des espèces à résolution fine basés sur le microclimat deviendront plus courants avec une disponibilité accrue des données et de meilleures techniques de modélisation. Dans ce cas, ils offrent une lueur d’espoir pour la capitale mondiale de la salamandre, mais même les modèles basés sur le microclimat ne sont pas parfaits. Ils ne peuvent pas expliquer la maladie, la prédation ou d’autres interactions biotiques coupant les fils de la toile de la vie. Mais, pour Stickley, ils sont un exercice valable si leur résultat conduit à des efforts de conservation pour protéger ses amphibiens préférés.
« Les salamandres font vraiment partie intégrante du réseau trophique forestier. Elles mangent tous ces insectes, les déchiquetent et les décomposent dans le sol. Elles recyclent également les nutriments à travers la forêt, dans les cours d’eau et jusqu’à les plus hautes altitudes », dit-il. « Les gens ne réalisent pas combien de salamandres sont sous leurs pieds dans une forêt, remplissant toutes ces fonctions écosystémiques clés. Ils dépassent collectivement la biomasse de tous les autres vertébrés dans le GSMNP, donc le rôle qu’ils jouent dans cet écosystème est extrêmement important pour préserver . »
L’étude, « Les modèles de distribution des espèces microclimatiques estiment des niveaux inférieurs de perte d’habitat liée au climat pour les salamandres », est publiée dans le Journal pour la conservation de la nature.
Plus d’information:
Samuel F. Stickley et al, Les modèles de distribution des espèces microclimatiques estiment des niveaux inférieurs de perte d’habitat liée au climat pour les salamandres, Journal pour la conservation de la nature (2023). DOI : 10.1016/j.jnc.2023.126333